CN1091720A

CN1091720A - 悬吊传感式起重机荷重力矩限制器

Info

Publication number: CN1091720A
Application number: CN 93102624
Authority: CN
Inventors: 方炳钧
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-03-06
Filing date: 1993-03-06
Publication date: 1994-09-07

Abstract

一种悬吊传感式起重机荷重力矩限制器，包括由单电机系统、重量检测电路、重量检测器、A/D转换电路、模拟开关、语音电路、接收、发射电路、解码电路、电源开关电路、蓄电池组成的控制装置；以及由单片机系统、角度传感器、A/D转换电路、模拟开关、显示电路、按钮单脉冲发生电路、控制输出电路、语音电路、发射、接收电路、电源电路组成的主机。由于把重量传感器直接串装在起重机的吊钩上，且检测装置与主机的信号传输采用元线传输应答方式，故本发明检测的重量信号准确可靠，并且不受吊钩位置的影响。

Description

本发明涉及一种限制器，特别是一种悬吊传感式起重机荷重力矩限制器。

“起重机荷重力矩限制器（简称限制器）”是起重机的一种安全保护装置。当起重机荷重或力矩超过一定限度时，能发出警告信号，甚至切断电源，停止起吊，避免机毁人亡事故。在实际生产过程中，此类事故经常发生，有关管理部门曾作出硬性规定，要求起重机安装此类限制器，以保证安全生产。

目前生产的限制器，功能各异，比如能随时显示起重的重量，计算机器运行时间，显示起重物体的高度，记录工作人员的工作量等等，但其主要功能仍是限制作用。

不管限制器的功能如何，这些限制器就其重量信号的检测与传输都是“有线”的，就是说重量使感器所检测到的信号是通过引线传送到主机上，这种方式存在较大的缺陷：

1.既然是有线传输，而被起吊的重物却是活动的，故只好采用间接检测重量的方法，例如将传感器装在某一端能固定的钢缆上，或者装在起重机的配重位置等等，因而造成检测上的困难，并带来较大的误差，可靠性也很低。

2.由于起重机的型号、结构各异、故传感器的安装方法不规范，这给生产、安装和维修带来很大的困难。

3.更为严重的是，并不是所有的起重机都能通过间接的方法检测到重量信号。

以上的缺陷影响了限制器的推广应用，给起重机安全生产带来极大的威胁。

本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种把重量传感器直接串装在起重机的吊钩上，且采用无线数字传输方式的悬吊传感式起重机荷重力矩限制器。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：本实用新型包括检测装置内的单片机系统电路、重量信号检测电路、重量检测器、A/D转换电路、模拟开关电路、语音电路、蓄电池，主机内的角度传感器、主机A/D转换电路，主机单片机系统电路、主机模拟开关电路、显示电路、按钮单脉冲发生电路、起重机控制输出电路、主机语音电路、电源电路，其特征在于：检测装置内还包括发射电路、接收电路、解码电路、电源开关电路，主机内还包括主机发射电路、主机接收电路，重量传感器直接串装在起重机的吊钩上，由其检测到的重量信号经由重量信号检测电路放大后，再通过模拟开关电路送到A/D转换电路作模数转换，A/D转换电路输出的并行信号由单片机系统电路转换为串行信号，并经由模拟开关电路送到发射电路，发射电路输出的调制信号通过发射天线发射出去，接收电路通过接收天线接收由主机发射电路送来的信号，并经两两次变频及鉴频后输出数字信号和语音信号，数字信号一路经由解码电路解码后送到电源开关电路，另一路送到单片机系统电路，语音信号通过模拟开关电路送到语音电路，主机接收电路接收由检测装置中发射电路送来的重量数字信号和语音音号，重量数字信号送到主机单片机系统电路，语音信号通过主机模拟开关电路送到主机语言电路，主机单片机系统电路送出的控制信号经由主机模拟开关电路送到主机发射电路，并通过主机发射天线发送出去。

本发明的目的还可以通过以下措施来达到：检测装置中重量检测器通过电阻R1与重量信号检测电路中集成电路IC11的4脚相连，IC11的输出10脚通过电阻R4、电位器W2与模拟开关IC10的3脚相连，IC10的1脚与A/D转换集成电路IC8的Vx端相接，单片机集成电路IC1的TXD端与集成电路IC10的11脚相接，IC10的9脚与发射电路8中集成电路IC3的5脚相连，IC3的8脚通过电阻R5、电容C1与发射天线相接，接收电路9中集成电路IC2的19脚一路与IC1的RXD端相接，另一路与解码电路10中集成电路IC4的14脚相接，IC2的16脚与IC10的6脚相接，IC10的5脚通过电阻R6与语音电路7中集成电路IC12的3脚相接，集成电路IC4的10脚通过电阻R7与三极管Q1的基极相接，Q1的集电极通过电阻R8与三极管Q2的基极相接，Q1的集电极通过电阻R10、电位器W1与集成电路IC10的2脚相接。主机按钮单脉冲发生电路中按钮AN1、AN2分别与集成电路IC14的1、7脚相接，IC14的3、8脚分别与主机单片机集成电路IC13的T1及 INT1端相接，IC13的P25端通过电阻R11与三极管Q3的基极相接，Q3的集电极与继电器J的线圈相接。

本发明相比现有技术具有如下优点：

1.重量传感器直接串装在起重机的吊钩上，因而测到的重量信号绝对准确、可靠，显然它能适应于任何起重机，而且生产、安装、维修都很方便。

2.采用无线传输方式，因而不受吊钩（重物）位置的影响。

3.信号处理电路（称为检测装置）亦装在吊钩上，被测信号由检测装置放大后先作模数转换，得到的并行信号转换为串行信号，再用晶振FM调制方式发射出去。

4.检测装置除了发送重量数字信号外，还发送蓄电池电压信号（也是转变为串行信号），便于操作人员及时更换电池。

5.检测装置设有候机电路（包括FM发射电路、开关机解码电路），由主机摇控检测装置主电路的开机与停机，耗电很小。

6.检测装置与主机的信号传输采用应答式，即所谓智能化处理，就是检测装置送出信号给主机，如主机接收到信号就发射回应信号给检测装置，否则检测装置将继续发射，直至到主机接收到为止。从而保证信号的可靠传输，另外检测装置所检测的信号变化小于某一范围，亦停止发射。

7.由于把数字信号作智能化处理，故传输所需的时间极短，检测装置与主机增加无线通话功能成为可能，本限制器具备此功能，以便于司机与装卸人员的联系，这是其他限制器所无法实现的。这给安全及生产调度带来很大的方便。

8.检测装置亦具有声报警功能，由主机遥控。

图1为本发明检测装置部分的原理方框图;

图2为本发明主机部分的原理方框图;

图3为本发明检测装置部分的电原理图;

图4本发明主机部分的电原理图。

本发明下面将结合附图（实施例）作进一步详述：

参照图1、图2，本发明由检测装置和主机两大部分组成。检测装置由单片机系统电路1、重量信号检测电路2、重量检测器3、A/D转换电路4、模拟开关电路5、6、语言电路7、发射电路8、接收电路9、解码电路10、电源电路11等组成;主机由角度传感器13、主机A/D转换电路14、主机单片机系统电路15、主机模拟开关电路16、显示电路17、按钮单脉冲发生电路18、起重机控制输出电路19、主机语音电路20、主机发射电路21、主机接收电路22、电源电路23等组成。

参照图3，CPU 8031（集成电路IC1）、8位锁存器373（集成电路IC5）、EPROM 2716（集成电路IC6）、RAM 6116（集成电路IC7）组成基本单片机系统;3·1/2 A/D转换器14433（集成电路IC8）、微信号放大器7650（集成电路IC11）、负电压发生器7660（集成电路IC9）模拟开关4053（1）（集成电路IC10）等组成重量信号，蓄电池电压信号检测电路，并通过集成电路IC1的P1口、INTO线与单片机系统配接，A/D转换器所得到的并行信号由8031单片机系统转换为串行信号，从TXD端送到发射电路。

发射电路由专用发射集成电路IC3（型号2833）及其外围元件组成;它是晶振FM方式，发射频率稳定，串行数字信号和MIC信号通过4053（3）（集成电路IC10）模拟开关转换，送到IC3的第5脚进行调制，并从第8脚输出到发射天线。

接收电路由专用接收集成电路（型号3363）及其外围元件组成，经过两次变频及鉴频后得到调制信号，并分别从18脚、16脚输出数字信号和语音信号。数字信号连成两路：路进入专用解码集成电路IC4（型号5027）的输入端14脚，一路进入IC1串行信号输入端RXD。语音信号模拟开关4053（2）（集成电路IC10）进入话音功放集成电路IC12（型号386）进而驱动扬声器。4053（2）与4053（3）的切换由IC1的P2，4口控制，当主机收发数字信号时切断话音回路。

集成电路IC2与IC4组成候机电路，其供电直接与蓄电池相连，当接收到开机指令时IC4的10输出高电率，通过Q1使Q2导通，其余电路才得电，开机指示灯LED1发亮，当接收到关机指令时，IC4的10脚输出低电平，其余电路失电，停止工作。候机电路耗电小于10mA。

当接收到主机发出的报警指令后，IC1的To端可输出报警信号到IC12，报警指令一般在超重时或有其它危险情况时发出。

参照图4，CPU8031（集成电路IC13）、锁存器373（集成电路IC16）、EPROM2716（集成电路IC17）、RAM6116（集成电路IC18）组成基本的单片机系统，数据传送集成电路IC20（型号244）为扩展芯电，与A/D转换器14433（集成电路IC19）配接。A/D转换器IC19与角度传感器配合，用来检测起重机吊臂的倾斜度，此倾斜度与检测装置送来的重量信号经单片机运算后得到力矩量，再作判断是否超重（超力矩），进而通过继电器J控制起重机的工作电源。

显示电路由七段译码集成电路IC22（型号7447）、数码显示管LED、发光二极管LED2，八选一模拟开关4051（集成电路IC21）组成。并与IC13的P1口配接，P1口的定义是：P1.0～P1.3输出段BCD码信号，经IC22译成七段后驱动数码显示管LED，P1.4是发光二极管LED2的控制信号（可认为是一个段信号），P1.5～P1.7是位显示控制信，经是一个段信号），P1.5～P1.7是位显示控制信号，经IC22译出8位（此处只用1～7位），用来选通数码管和发光二极管的各位，主机设置7个数码管、4个显示重量、3个显示电池电压、数码管的h段采用固定显示方式，实际仅用2点，分别是重量显示、电压显示高位第二位，发光二极管也是只用二个，一个显示检测装置的开机，一个显示检测装置的报警。

与检测装置的开机和报警对应有二个按钮AN1、AN2，按钮对应触发两个由集成电路IC14（型号4013）及其外围元件组成的按钮单脉冲发生电路，每按一次产生一个单稳脉冲，从而引起IC13中断，发出相应的控制指令，在软件处理上，按一次表示启动，再按一次表示关闭。

集成电路IC13的P2、5口是起重机控制输出信号，由继电器J执行。

话音电路与检测装置一样，模拟开关4053（集成电路IC25）用来切换数字信号与话音信号，4053受IC13的P2、6口控制，IC13的To端输出报警信号。

FM收、发电路与检测装置一样（图4中省画），区别在于晶振（即收、发频率）不同，即检测装置的发射频率与主机的接收频率相同，而主机的发射频率则与检测装置的接收频率相同。

Claims

1、一种悬吊传感式起重机荷重力矩限制器，包括：检测装置内的单片机系统电路1、重量信号检测电路2、重量检测器3、A/D转换电路4、模拟开关电路5、6、语音电路7、蓄电池12，主机内的角度传感器13、主机A/D转换电路14，主机单片机系统电路15、主机模拟开关电路16、显示电路17、按钮单脉冲发生电路18、起重机控制输出电路19、主机语音电路20、电源电路23，其特征在于：检测装置内还包括发射电路8、接收电路9、解码电路10、电源开关电路11，主机内还包括主机发射电路21、主机接收电路22，重量传感器3直接串装在起重机的吊钩上，由其检测到的重量信号经由重量信号检测电路2放大后，再通过模拟开关电路5送到A/D转换电路4作模数转换，A/D转换电路4输出的并行信号由单片机系统电路1转换为串行信号，并经由模拟开关电路6送到发射电路8，发射电路8输出的调制信号通过发射天线发射出去，接收电路9通过接收天线接收由主机发射电路21送来的信号，并经两次变频及鉴频后输出数字信号和语音信号，数字信号一路经由解码电路10解码后送到电源开关电路11，另一路送到单片机系统电路1，语音信号通过模拟开关电路6送到语音电路7，主机接收电路22接收由检测装置中发射电路8送来的重量数字信号和语音信号，重量数字信号送到主机单片机系统电路15，语音信号通过主机模拟开关电路16送到主机语音电路7，主机单片机系统电路15送出的控制信号经由主机模拟开关电路16送到主机发射电路21，并通过主机发射天线发送出去。

2、根据权利要求1所述的限制器，其特征在于：检测装置中重量检测器通过电阻R1与重量信号检测电路2中集成电路IC11的4脚相连，IC11的输出10脚通过电阻R4、电位器W2与模拟开关IC10的3脚相连，IC10的1脚与A/D转换集成电路IC8的Vx端相接，单片机集成电路IC1的TXD端与集成电路IC10的11脚相接，IC10的9脚与发射电路8中集成电路IC3的5脚相连，IC3的8脚通过电阻R5、电容C1与发射天线相接，接收电路9中集成电路IC2的19脚一路与IC1的RXD端相接，另一路与解码电路10中集成电路IC4的14脚相接，IC2的16脚与IC10的6脚相接，IC10的5脚通过电阻R6与语音电路7中集成电路IC12的3脚相接，集成电路IC4的10脚通过电阻R7与三极管Q1的基极相接，Q1的集电极通过电阻R8与三极管Q2的基极相接，Q2的集电极通过电阻R10、电位器W1与集成电路IC10的2脚相接。

3、根据权利要求1所述的限制器，其特征在于：主机按钮单脉冲发生电路18中按钮AN1、AN2分别与集成电路IC14的1、7脚相接，IC14的3、8脚分别与主机单片机集成电路IC13的T1及 INT1端相接，IC13的P25端通过电阻R11与三极管Q3的基极相接，Q3的集电极与继电器J的线圈相接。